创客教育视域下高校工程教育改革的探究

杜 鑫

(新乡学院机电工程学院，河南 新乡 453003)

随着时代的发展和数字经济的来临， 互联网和制造业的融合引发了一场新的工业变革[1]。针对新经济形式，创客文化所引起巨大的经济发展潜力，引人瞩目。国家将创客教育摆在制造业转型发展的核心位置，对高校教育提出了新的要求，这使得高校不得不重新审视传统工程教育。目前，国际工程教育模式是解决当前社会发展和学生就业矛盾的一种有效模式[2]。我国将重视和倡导国际工程教育模式，以提高学生的就业竞争力。

1 创客教育的内涵

历史上每次工业革命都使得生产效率快速提升，劳动效率不断提高。随着全球化工业发展的进程，不断减少的工人相对数量和急剧升高的人工成本已成为企业市场化竞争的阻碍，近年来，我国制造业也普遍受到冲击。全世界的制造业都开始全面提高设备的自动化和智能化，形成以工业4.0升级为主的产业变革。大量的工人工作岗位必将被智能化设备所取代。而针对“小型化”和“个性化”的产品客户的快速需求，创客经济表现出强劲的发展势头，成为大量技术人员就业主要载体。创客教育对面临产业变革中的大学生具有积极作用，可保证其就业、保障我国经济转型的人才储备。

2 高校创客教育的意义

创客工程教育是一种以人的兴趣为导向，提升个体实践动手能力、创新意识、分享精神与创业能力的教育理念。通过创客工程教育极大地激发人们的创新意识，培养人们实践动手解决问题的能力、加强团队合作精神[3]。创客项目要为学生和创客教育实施提供真实的学习环境。在创客项目中，以研发产品全生命周期过程为契机，发展学生的创新思维和实践动手能力。通过创客工程教育项目，使学生知晓数字化经济的创业过程，了解创业方法，提升学生创新精神，提高学生的创业意识，激发创业热情，使学生的能力能够满足经济社会发展需求。

3 创客教育的工程教育理念

美国教育学家约翰·杜威最早提出“做中学”教育理念。高校创客教育可以避免教育与新技术脱节，将最新工业技术引入教学，扩展学生的视野。创客教育培养学生从兴趣出发，做到“做中学、学中创”，从而使工程实践能力得到提升。利用激发学生的兴趣，让学生去主动学习其它学科的工程技能。由实践问题，倒逼理论的探索，使学生理论与实践得到统一[4]。学生围绕产品运行的生命周期，了解产品构思、设计、实现和运作的工程实现阶段。通过经历产品创生到销售的整个过程，进而掌握产品创新的技能和创新的方法。

4 高校创客空间的建设

4.1 高校创客空间的对象

目前，高校创客空间多以在校工程类本科生为主，还有少部分为具有强烈兴趣的非工程类学生。因此，要根据创客学生知识层次，实现不同多层面的培养模式。新入校低年级学生，专业基础较差，应以引导学生提升创新意识为目标，开设基础性的讲座，提高他们对高校创客活动的认识。中、高年级的学生的活动以参与工程项目为主，既可以自己提创意做项目，也可参加创客空间定期发布的课题、相关学科竞赛或学院教师的科研项目。研究性大学与地方应用性大学的学生创客活动层次不同，其创客活动由教师课题引出，注重科研创新、技术转化，注重学生科学思维方式培养。地方应用性大学不同于研究型大学，其创客活动多以竞赛和小微企业需求为服务主旨，注重学生工程应用能力培养。

4.2 高校创客空间的教师

教师在创客项目的成功开展过程中起主导作用。高校教师是学生成长的引导者，是深入推进高校创客教育改革的关键。创客教育较好地促进了学生实践动手能力，创新意识和团队协作能力的培养。它区别于传统的教学，教师由原来的教授者变为引导者，在“教”与“学”的过程中找到最佳的结合点。教师应增加项目的弹性，使学生可根据自己的实际情况，相对自由地选择创客项目、创造时间，积极主动地完成整个项目，合理设计工程实践项目，教师应引导学生在解决问题能力、工程实践能力、创新能力、团队协作能力等方面得到加强。

创客项目的教育理念要求指导教师应具备更多的知识储备和较高的实践技能。特别是部分教师未接触过综合性较强的项目，因此需要加强对创客空间教师的培训。创客空间教学内容往往具有较强的时效性、实践性，要通过多种渠道对指导教师进行培训。学校应出台鼓励教师提高工程能力的培训计划，注重校内多个交叉学科教师的相互配合。同时教师还要持续补充新知识，提升个人业务能力。学校还应定期组织知名科学家、创业成功者、企业家、校友代表以召开讲座等形式来校与教师互动，进行学习交流。组织创客导师开展外出交流、短期学习、假期培训，学习并借鉴国内外高校在培养创客上的经验和成果。

4.3 高校创客空间的教学方法

在教学过程中利用案例式、研讨式和体验式等教学方法，结合小班教学、翻转课堂、创业导师等教学手段，通过项目实践在教学中师生相互交流，把国际前沿创客技术发展、国外创新技术动态、大量成功创业案例和实践经验引入教学中，加强学生的批判性思维和创造性思维的培养，激发学生创新创业热情。高校要注重学生独立学习能力的培养，使学生熟悉国家精品课、中国大学 MOOC等丰富多样的网络教育资源。利用网络为载体，创建创新创业就业类精品课程和教学资源，尤其加强校内创新创业类课和微型课程的建设。

(1) 课程教学。充分利用数字化技术改造课程实验、课程设计以及工程技能训练等教学载体，使学生通过创新实践锻炼，提高综合素质。周期性改革实践教学内容，不断提升创新性实践项目。在构建课程体系时，通过创新理论与工程技术案例相结合，并结合工业界的新技术进行阐述。在课程教学过程中，重视本专业工程技术的新发展方向，利用创客空间与传统课程的融合，并采用数字化教学手段，培养学生的创新能力和创业技能。

(2) 开放性教学、兴趣引导。针对学生兴趣学习，让有较强主动学习欲望的学生进入创客空间，给学生开放的学习时间和学习空间。让学生通过一些碎片化学习，学习创客的相关技术知识。例如：通过3D数字化软件的学习，使学生能在较短的时间内进行3D打印机的实践锻炼，做成小作品，让学生获得成就感，更有兴趣进行创作。或利用课外时间，通过自己的独立探索和其他创客的指导，完成一些简单的创新实践。

(3) 项目驱动教学。通过竞赛和科技创新项目，进行创客的工程教育。项目驱动教学法以培养学生的基本工程能力为目标，强调时间项目的考核。教师定期考核、分步落实学生的项目任务。在项目教学过程中强调以学生为核心，教师应承担起辅导者、组织者、帮助者和促进者的作用。在工程项目实践过程中，教师帮助学生树立正确的工程设计思路，结合一般的工程设计为真实背景，按照先整体的工程概念进行分析，再拆分工程项目所涉及的专业知识和相应的计算机仿真方法，做到“用什么，学什么”。注重结果为导向，由师生共同组成考核组参与项目的评价。

(4) 选修课程教学、微型讲座。针对更大面积学生创客培养，可采用选修课程和微型讲座的形式。面向全校开设选修课程，使没有工程基础、有强烈的创新欲望的其他院系学生也能进入到创客的行列。这些课程课时量可能只有短短的几学时，却能让学生了解创客的创造过程、创客的意义。通过简单的项目案例，让学生快速地掌握实践技能，使学生快速制造出简单作品。通过系列选修课程的开展，让学生对创客和创业模式有了清晰的认识。通过高校创客空间微型讲座，让教师或校外的创客利用固定课余时间，针对小部分求知欲较强的学生，围绕案例进行技术难点和技术趋势的探讨，激发学生兴趣。

4.4 高校创客空间的教学支持系统

学生是创客空间的直接受益者，但开放型创客项目也给实验室工作带来新的挑战，尤其增大了实验室工作量和成本，给实验指导教师带来了管理难度。因此，要制定相应的管理规章制度。创客空间的开放重点在于合理的管理制度建设，应做到：①制定合理的管理制度。学校和管理单位共同制定相应创客空间的管理制度，让学生了解创客项目实验室管理体制和申请方法。同时实施导师制或项目负责人制，明确项目的管理责任以及创客空间的管理制度。②加强创新性成果的导出。积极引导教师和学生在创客空间进行具有创造性的研究，学校根据项目可行性，给予一定的资金保障。对一些可行项目或获得学科竞赛项目给予扶持，并积极争取政府和企业资金支持，对成果进行孵化。③设立创客空间的专项资金。开放的创客空间会增加仪器设备和各种材料的消耗。通过设立专项资金，并资金资助实验耗材和设备日常维护等开支。④建立合理考评机制，改变对指导创客空间教师的科研评价机制，认可其课外的教学工作。如慕课建设、网上论坛、固定时间课余互动教学。通过对创客项目实施奖励，补贴指导教师和学生的收入。

5 结语

我国工程教育长期存在的“创新性、工程性缺失”、“重学术、轻技术”的问题[5]，甚至导致学生就业中出现的“毕业及失业”错位现象。学校的教学与工业类人才需求相脱节，人才的培养缺少创新能力和创业意识。而国外的高校给有条件的学生提供创客空间，引导学生创业，产生了令人瞩目的经济效益。我国各大高校应建立创客空间作为高校开展“大众创业，万众创新”的实践平台。探索高校创客空间平台建设环节、尝试创客空间的工程教育模式改革对提高工程教育创新能力和创业意识具有重要意义。